2009年全国初中数学竞赛试题及答案[1]
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2009年全国初中数学竞赛试题参考答案一、选择题(共5小题,每小题7分,共35分. 以下每道小题均给出了代号为A ,B ,C ,D 的四个选项,其中有且只有一个选项是正确的. 请将正确选项的代号填入题后的括号里,不填、多填或错填都得0分)1.已知非零实数a ,b 满足24242a b a -++=,则a b +等于( ).(A )-1 (B )0 (C )1 (D )2 【答】C .解:由题设知a ≥3,所以,题设的等式为20b +=,于是32a b ==-,,从而a b +=1.2.如图,菱形ABCD 的边长为a ,点O 是对角线AC 上的一点,且OA =a ,OB =OC =OD =1,则a 等于( ).(A(B(C )1 (D )2【答】A .解:因为△BOC ∽ △ABC ,所以BO BC AB AC =,即11a a a =+,所以,2a a --由0a >,解得a =3.将一枚六个面编号分别为1,2,3,4,5,6的质地均匀的正方体骰子先后投掷两次,记第一次掷出的点数为a ,第二次掷出的点数为b ,则使关于x ,y 的方程组322ax by x y +=⎧⎨+=⎩,只有正数解的概率为( ). (A )121 (B )92 (C )185 (D )3613【答】D .解:当20a b -=时,方程组无解.当02≠-b a 时,方程组的解为62,223.2b x a ba y ab -⎧=⎪⎪-⎨-⎪=⎪-⎩由已知,得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>-->--,0232,0226b a a b a b即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<>>-,3,23,02b a b a 或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧><<-.3,23,02b a b a 由a ,b 的实际意义为1,2,3,4,5,6,可得2345612a b =⎧⎨=⎩,,,,,,,共有 5×2=10种情况;或1456a b =⎧⎨=⎩,,,,共3种情况. 又掷两次骰子出现的基本事件共6×6=36种情况,故所求的概率为3613. 4.如图1所示,在直角梯形ABCD 中,AB ∥DC ,90B ∠=︒. 动点P 从点B 出发,沿梯形的边由B →C →D →A 运动. 设点P 运动的路程为x ,△ABP 的面积为y . 把y 看作x 的函数,函数的图像如图2所示,则△ABC 的面积为( ).(A )10 (B )16 (C )18 (D )32【答】B .解:根据图像可得BC 5,AB △ABC =12×8×4=16. 5.关于x ,y 的方程2x y =x ,y ). (A )2组 (B )3组 ( (D )无穷多组 【答】C .解:可将原方程视为关于x 的二次方程,将其变形为22(229)0x yx y ++-=.由于该方程有整数根,则判别式∆≥0,且是完全平方数.由 2224(229)7116yy y ∆=--=-+≥0,解得 2y ≤11616.57≈.于是 显然,只有216y =时,4∆=是完全平方数,符合要求.当4y =时,原方程为2430x x ++=,此时121,3x x =-=-; 当y =-4时,原方程为2430x x -+=,此时341,3x x == . 所以,原方程的整数解为111,4;x y =-⎧⎨=⎩223,4;x y =-⎧⎨=⎩ 331,4;x y =⎧⎨=-⎩ 443,4.x y =⎧⎨=-⎩二、填空题(共5小题,每小题7分,共35分)6.一个自行车轮胎,若把它安装在前轮,则自行车行驶5000 km 后报废;若把它安装在后轮,则自行车行驶 3000 km 后报废,行驶一定路程后可以交换前、后轮胎.如果交换前、后轮胎,要使一辆自行车的一对新轮胎同时报废,那么这辆车将能行驶 km . 【答】3750.解:设每个新轮胎报废时的总磨损量为k ,则安装在前轮的轮胎每行驶1 km 磨损量为5000k,安装在后轮的轮胎每行驶1km 的磨损量为3000k.又设一对新轮胎交换位置前走了x km ,交换位置后走了y km .分别以一个轮胎的总磨损量为等量关系列方程,有,50003000,50003000kx ky k ky kx k ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩ 两式相加,得 ()()250003000k x y k x y k +++=, 则 237501150003000x y +==+.7.已知线段AB 的中点为C ,以点A 为圆心,AB 的长为半径作圆,在线段AB 的延长线上取点D ,使得BD =AC ;再以点D 为圆心,DA 的长为半径作圆,与⊙A 分别相交于F ,G 两点,连接FG 交AB 于点H ,则AHAB的值为 . 【答】31 解:如图,延长AD 与⊙D 交于点E ,连接AF ,EF .由题设知13AC AD =,13AB AE =, 在△FHA 和△EF A 中,90EFA FHA ∠=∠=︒,FAH EAF ∠=∠所以Rt △FHA ∽Rt △EF A , AH AFAF AE=. 而AF AB =, 所以AH AB 13=.8.已知12345a a a a a ,,,,是满足条件123459a a a a a ++++=的五个不同的整数,若b 是关于x 的方程()()()()()123452009x a x a x a x a x a -----=的整数根,则b 的值为 . 【答】 10.解:因为()()()()()123452009b a b a b a b a b a -----=,且12345a a a a a ,,,,是五个不同的整数,所有12345b a b a b a b a b a -----,,,,也是五个不同的整数. 又因为()()2009117741=⨯-⨯⨯-⨯,所以1234541b a b a b a b a b a -+-+-+-+-=. 由123459a a a a a ++++=,可得10b =.9.如图,在△ABC 中,CD 是高,CE 为ACB ∠的平分线.若AC =15,BC =20,CD =12,则CE 的长等于 .. 解:如图,由勾股定理知AD =9,BD =16, 所以AB =AD +BD =25 .故由勾股定理逆定理知△ACB 为直角三角形, 且90ACB ∠=︒.作EF ⊥BC ,垂足为F . 设EF =x ,由1452ECF ACB ∠=∠=︒, 得CF =x ,于是BF =20-x . 由于EF ∥AC , 所以EF BF AC BC =,即 201520x x-=,解得607x =.所以CE ==10.10个人围成一个圆圈做游戏.游戏的规则是:每个人心里都想好一个数,并把自己想好的数如实地告诉他两旁的两个人,然后每个人将他两旁的两个人告诉他的数的平均数报出来.若报出来的数如图所示,则报3的人心里想的数是 . 【答】2-.解:设报3的人心里想的数是x ,则报5的人心里想的数应是8x -于是报7的人心里想的数是 12(8)4x x --=+, 报9的人心里想的数是 16(4)12x x -+=-, 报1的人心里想的数是 20(12)8x x --=+, 报3的人心里想的数是4(8)4x x -+=--. 所以4x x =--,解得2x =-.三、解答题(共4题,每题20分,共80分)11.已知抛物线2y x =与动直线c x t y --=)12(有公共点),(11y x ,),(22y x ,且3222221-+=+t t x x .(1)求实数t 的取值范围;(2)当t 为何值时,c 取到最小值,并求出c 的最小值.解:1.联立2y x =与c x t y --=)12(,消去y 得二次方程2(21)0x t x c --+= ① 有实数根1x ,2x ,则121221,x x t x x c +=-=.所以2221212121[()()]2c x x x x x x ==+-+ =221[(21)(23)]2t t t --+-=21(364)2t t -+. ②………………5分 把②式代入方程①得221(21)(364)02x t x t t --+-+=. ③………………10分t 的取值应满足2221223t t x x +-=+≥0, ④且使方程③有实数根,即22(21)2(364)t t t ∆=---+=2287t t -+-≥0,⑤解不等式④得 t ≤-3或t ≥1,解不等式⑤得 2-t ≤2+所以,t 的取值范围为22-≤t ≤22+⑥ ………………15分(2) 由②式知22131(364)(1)222c t t t =-+=-+.由于231(1)22c t =-+在22-t ≤22+时是递增的,所以,当22t =-时,2min 3111(21)2224c -=--+=. ………………20分12.已知正整数a 满足3192191a +,且2009a <,求满足条件的所有可能的正整数a 的和.解:由3192191a +可得31921a -.619232=⨯,且()[]311(1)1(1)(1)(1)a a a a a a a a -=-++=-++-. ………………5分因为()11a a ++是奇数,所以6321a -等价于621a -,又因为3(1)(1)a a a -+,所以331a -等价于31a -. 因此有1921a -,于是可得1921a k =+.………………15分又02009a <<,所以0110k = ,,,. 因此,满足条件的所有可能的正整数a 的和为11+192(1+2+…+10) =10571. ………………20分13.已知AB 为⊙O 的直径,弦//DC AB ,连接DO .过点D 作DO 的垂线,与BA 的延长线交于点E ,过点E 作AC 的平行线交CD 于点F ,过点D 作AC 的平行线交BF 于点G .求证:AG BG ⊥.证明:连接AD ,BC ,因为四边形AEFC 是平行四边形,所以AE FC =.由于AD CB DAE BCF =∠=∠,,因此有DAE ∆≌BCF ∆, 于是可得ADE CBF ∠=∠. ………………10分又因为DE 与⊙O 相切于点D ,所以DCA ADE ∠=∠.结合//DG可得GDC DCA ADE GBC ∠=∠=∠=∠, 于是D B C G ,,,四点共圆.因此点G 在⊙O 上,从而有AG BG ⊥.……………20分14.n 个正整数12n a a a ,,,满足如下条件:1212009n a a a =<<<= ; 且12n a a a ,,,中任意n -1个不同的数的算术平均数都是正整数.求n 的最大值. 解:设12n a a a ,,,中去掉i a 后剩下的n -1个数的算术平均数为正整数i b ,12i n = ,,,.即 12()1n ii a a a a b n +++-=- .于是,对于任意的1≤i j <≤n ,都有1j i i j a a b b n --=-,从而 1()j i n a a --. ………………5分 由于 11200811n n a a b b n n --==--是正整数, 故312251n -⨯. ………………10分由()()()112211n n n n n a a a a a a a ----=-+-++- ≥()()()2111(1)n n n n -+-++-=- ,所以,2(1)n -≤2008,于是n ≤45.结合312251n -⨯,所以,n ≤9. ……15分另一方面,令123801,811,821a a a =⨯+=⨯+=⨯+,…,8871a =⨯+,982511a =⨯+,则这9个数满足题设要求.综上所述,n 的最大值为9. ………20分。